灰鑄鐵中，主要元素為C,、Si,、Mn,、S、P,。其中C,、Si、P是促進(jìn)石墨化元素,，而Mn,、S為阻礙石墨化元素。為了減少石墨片的數(shù)量,，就必須降低C,、Si、P的含量,，同時提高M(jìn)n,、S的含量，故其碳當(dāng)量CE=C+1/3（Si+P）一般來說都較低,，都屬于亞共晶鑄鐵Sc＜1,，但是由于碳在鑄鐵中以兩種形式存在，一種是游離態(tài)的石墨,；另一種是化合態(tài)的滲碳體,，如果碳當(dāng)量過低，那么鑄鐵在冷卻過程中碳就會全部形成滲碳體,，而使鑄鐵成為白口鑄鐵,，力學(xué)性能不佳。所以在生產(chǎn)孕育鑄鐵過程中,，首先要進(jìn)行化學(xué)成分分析，來選擇合適的碳當(dāng)量,，使碳元素在凝固過程中除形成滲碳體外,，還要有少量石墨存在，以便使鑄鐵的內(nèi)部組織出現(xiàn)珠光體,，而獲得高的力學(xué)性能,。

在實際生產(chǎn)孕育鑄鐵時，由于在原鐵液中還要加入硅基孕育劑,，故在選擇原鐵水成分時一般是選擇其碳當(dāng)量CE在白口區(qū)或麻口區(qū)邊緣的附近,，這就要視所生產(chǎn)的孕育鑄鐵的牌號而定，然后稍加入孕育劑就會使灰口鑄鐵基體呈現(xiàn)細(xì)致的珠光體,。

對于Mn和S元素,，它們都是有利于形成珠光體的元素，在鐵液中Mn和S元素還會發(fā)生反應(yīng),，生成MnS渣滓,，故在生產(chǎn)孕育鑄鐵時,，還需要增加Mn元素的含量。而對于S元素,，就要視鑄件的實際結(jié)構(gòu)狀況,，在鑄件不產(chǎn)生裂紋的情況下，可以放寬對其的控制范圍,，某些情況下,，甚至于是人為提高其含量。

至于孕育劑的加入方式,，一種是在出鐵時加入,，還有在澆注過程中隨流孕育或型內(nèi)孕育，這就要視具體情況靈活掌握,。由于孕育方式的不同,，孕育劑的加入量也會有所變化。

孕育過程是對原鐵水短時間的一種作用,，故對鐵水的澆注時間必須加以限制,，如果澆注時間過長就會失去孕育效果，使鑄件的力學(xué)性能降低,。

二,、稀土合金鑄鐵

在生產(chǎn)孕育鑄鐵時，需配入大量的廢鋼,，如果利用沖天爐進(jìn)行熔煉有時可能會有困難,，況且由于鑄造業(yè)的發(fā)展，廢鋼供不應(yīng)求,，有時會直接影響生產(chǎn),。為此我們必須考慮一種新的生產(chǎn)方案，在不用或少用廢鋼的情況下生產(chǎn)高牌號灰口鑄鐵,，那么這種工藝就是利用稀土合金進(jìn)行對高牌號灰口鑄鐵的熔煉,。首先我們來了解一下稀土合金的作用：

（1）稀土元素是強脫硫劑。

（2）殘留在鐵水中的稀土元素會使灰口鑄鐵的石墨形態(tài)發(fā)生明顯改變,。

（3）稀土能使鑄鐵結(jié)晶過冷度加大,，妨礙凝固過程石墨化，增加白口傾向,。

孕育鑄鐵碳當(dāng)量較低,，均屬于亞共晶鑄鐵，而稀土灰鐵則不然,，其屬于是共晶或過共晶鑄鐵,。因為在亞共晶鑄鐵中加入稀土元素，凝固時共晶石墨要在奧氏體枝晶間析出,，由于稀土對鑄鐵結(jié)晶時的過冷作用大,，這種枝晶間石墨常以過冷石墨析出,，故機械性能惡化。而對于共晶或過共晶鑄鐵情況就有所不同,，稀土元素在加入后會使鑄鐵組織發(fā)生明顯的變化,。在加入少量稀土合金時，石墨仍為片狀,，只不過分布稍均勻而已,，繼續(xù)增加稀土合金達(dá)到一定數(shù)值時，石墨形狀會發(fā)生急劇的變化,。變成短而粗的蠕蟲狀,，并有少量球團(tuán)狀石墨，繼續(xù)增加稀土元素,，則蠕蟲狀石墨比例將會減少,，而球團(tuán)狀石墨逐漸增多。達(dá)到一定程度時,，則由于它的過冷作用強,，在基體中會出現(xiàn)部分萊氏體組織，這種組織上的變化必然引起機械性能的變化,。如果在此基礎(chǔ)上增加稀土量,，則基體中萊氏體量就會增多，機械性能將有所下降,。

綜上所述,，要想利用稀土元素熔煉高牌號灰口鑄鐵，其所的兩個條件是：

其一,，原鐵液必須是共晶或過共晶成分,，其碳當(dāng)量CE=4.3%-4.8%。

其二,，用稀土合金處理后的鐵水中,，必須殘留一定量的稀土元素，經(jīng)多次測定,，殘留Re=0.06%-0.1%。

因為稀土是強脫硫劑,，故加入稀土合金處理后的鐵水一般含S量都比較低,，大約在0.01%-0.02%左右。

此外在熔煉稀土灰鐵時,，為了增加基體中珠光體的含量,，通常還需要配以一定數(shù)量的Mn，Mn一般取在0.5%-1.5%之間,。

實際生產(chǎn)中,，為了確保稀土灰鐵的質(zhì)量,，必須要對處理后的鐵水進(jìn)行爐前取樣檢驗，通常采用三角試塊,。試樣斷口以頂部及兩側(cè)有輕微縮凹,，斷口呈銀灰色，組織致密,，中心有輕微縮松并且試樣有一定白口寬度者為,。如果三角試塊頂部及兩側(cè)有較大縮凹，中心縮松明顯,，斷口呈銀灰色,，白口寬度亦很大，則說明稀土合金加入過量,，應(yīng)降低其加入量,，同時要強化孕育；反之,，則說明稀土合金加入量不足,，應(yīng)適當(dāng)加大稀土合金加入量，以便使斷口的白口寬度達(dá)到一定的數(shù)值,。

經(jīng)過多次試驗,，利用稀土合金熔煉高牌號灰口鑄鐵是可行的，其抗拉強度一般均≥350MPa,。

以上是生產(chǎn)高牌號灰口鑄鐵的兩種方法,，當(dāng)然還有其他熔煉高牌號灰口鑄鐵的方法，如加入一定量的Cu,、Ni,、Cr等合金元素對鑄鐵實施合金化。不管怎樣,，我們只有在工作中不斷探索,，不斷認(rèn)識新事物，才能提高我們的專業(yè)知識水平,，更好地為生產(chǎn)服務(wù),。